全面解读高考中的匀强电场
匀强电场是高中物理中用于构造运动环境的一个非常好的工具,这一期我们就来仔细看看它的庐山真面目。
定义:在某个区域内各处电场强度 大小相等,方向相同,该区域电场为匀强电场。
计算公式:E=U/d,=U/(dcosθ ),(U为两点间电势差,d为两点的距离,θ为d与电场线的夹角,说白了dcosθ 为沿电场线方向的距离)。注意,虽然严格意义上讲这个公式只适用于匀强电场,但是这个公式在电场线的定性分析中也可以使用。
电场线:匀强电场的电场线,是疏密相同的平行的直线,相互之间距离相等。为什么相等?大家可以自行用反证法证明一下。
等势面:垂直于电场线的系列平面。
两个重要推论:推论1:匀强电场中若两线段AB∥CD,则AB和CD的长度之比等于AB两点间的电势差与CD两点间的电势差之比。
推论2:匀强电场中任一线段AB的中点C的电势,等于两端点电势的等差中项。
特殊情况:两块相同、正对放置的平行金属板,若板间距离很小(接近于无穷小时),当它们分别带有等量的正负电荷时,板间的电场(除边缘附近)就是匀强电场。这个不需要大家记忆,大家需要明白的是匀强电场怎么来的不是高中阶段需要关注的事情,重要的是知道匀强电场的性质。
带电粒子在匀强电场中的运动,大家注意和平抛结合起来学习。具体研究时,务必看清楚是否考虑带电粒子的重力。如果带电粒子的重力可以忽略,则粒子在匀强电场中只受电场力的作用,将做匀变速运动;如果带电粒子的重力不可忽略,则粒子在重力和电场力这两个恒力作用下可能处于平衡状态(重力与电场力平衡),也可能做匀变速运动。
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